Caracterização química de constituintes voláteis de lúpulos cultivados no Brasil

Abstract

O lúpulo é um insumo importante para a fabricação de cerveja, contém, dentre outros compostos, óleos essenciais e resinas, responsáveis por conferirem aroma e amargor, respectivamente. O lúpulo é típico de países de clima frio, sendo importado pelas indústrias brasileiras. Começou a ser cultivado no Brasil nos últimos anos, com novas variedades, sendo que a Mantiqueira adaptou-se em diferentes estados do Brasil, necessitando de estudos para identificação de compostos que conferem amargor e aroma às cervejas. O objetivo deste trabalho foi obter extratos de lúpulos brasileiros, da variedade Mantiqueira cultivados nos estados de São Paulo e Minas Gerais e identificar os compostos voláteis extraídos. Foram seguidas metodologias de microextração por fase sólida modo headspace (HS-SPME), hidrodestilação (HD) e extração com CO 2 supercrítico (SC) em que foram testadas as pressões de 80 e 110 bar e temperaturas de 40 e 60 °C. Os perfis aromáticos do lúpulo da variedade Mantiqueira cultivados em São Paulo e Minas Gerais (HS-SPME) tiveram como principal característica seu sabor e odor frutado, amadeirado, picante e cítrico. As amostras de São Paulo e Minas Gerais dos lúpulos in natura apresentam maiores proporções de hidrocarbonetos sesquiterpenos e hidrocarbonetos monoterpenos. O β-mirceno foi o composto de maior concentração nas duas variedades no lúpulo in natura, entretanto nas extrações com CO 2 supercrítico e na hidrodestilação ele foi identificado em menores proporções, por ser um composto muito sensível a oxidação e muito volátil. O composto cis-β-farneseno que é predominante no lúpulo cultivado em São Paulo e em Minas Gerais, só foi identificado na hidrodestilação. Cada metodologia de extração revelou um perfil de compostos voláteis diferentes. A microextração em fase sólida modo headspace ocorreu em menos tempo, utilizou menos amostra e identificou muitos compostos. Entretanto, é uma técnica empregada apenas para identificação de compostos, e não para produzir extratos comerciais. A hidrodestilação apresentou-se como uma metodologia pouco aplicável, por apresentar um rendimento muito inferior ao esperado. Por outro lado, os perfis de voláteis indicaram semelhanças consideráveis com os perfis dos lúpulos in natura. A condição de extração supercrítica, 110 bar e 40 °C foi a que apresentou maiores rendimentos. Extratos hidrodestilados proporcionam notas amadeiradas, picantes, cítricas e frutadas. Enquanto extratos obtidos por extração supercrítica são predominantemente frutados, florais, mentolados e picantes. Logo, a variedade Mantiqueira tem aplicação comercial podendo ser utilizada, tanto em sua forma natural, quanto em forma de extratos, nas etapas de fabricação da cerveja para conferir atributos sensoriais ao produto. Palavras-chave: Humulus Lupulus. Mantiqueira. HS-SPME. Hidrodestilação. Extração Supercrítica. GC-MS.Hops are a raw material of great importance for the manufacture of beer. Containing, among other compounds, essential oils and resins, responsable for beer aroma and bitterness, respectively. Typically a cold country product, in recent years hops started also to be produced in Brazil,with new varieties, Mantiqueira has well adapted in diffent states, opening the way for studies and analysis of this product. The main goal of this work was to obtain Mantiqueira’s Brazilian hops extracts, grown in the states of São Paulo and Minas Gerais and to identify the extracted volatile compounds. The Headspace Solid Phase Microextraction (HS-SPME), hydrodistillation and supercritical CO 2 extraction methodologies were followed, on the latest pressures of 80 and 110 bars and temperatures of 40 and 60 °C were tested. Mantiqueira hops have shown a fruity, woody, spicy and citric aromatic profile. Samples from São Paulo and Minas Gerais had higher proportions of sesquiterpene hydrocarbons and monoterpene hydrocarbons. β-myrcene was the compound with the highest concentration in both varieties of fresh hops, however in extractions with supercritical CO2 and in hydrodistillation this compound was identified in smaller proportions, since it is a very sensitive to oxidation and very volatile. Cis-β-farnesene, compound predominant in hops cultivated in São Paulo and Minas Gerais, it could be only identified in hydrodistillation. The headspace solid phase microextraction occurred in less time, used less sample and identified many compounds. However, HS-SPME is a technique used only to identify compounds, and not to produce commercial extracts. Hydrodistillation methodology was not considered very applicable, as it presents a much lower yield than expected, on the other hand,it’s volatile profiles indicated considerable similarities with the hops profiles in natura. The condition of supercritical extraction, 110 bar and 40 °C was the one with the highest yields. Hydrodistilled extracts provide woody, spicy, citric and fruity notes. While extracts obtained by supercritical extraction are predominantly fruity, floral, menthol and spicy. Therefore, brazilian Mantiqueira was found to have commercial applicability and could be used, both in its natural form and in the form of extracts, for brewing to confer sensory attributes to the product. Keywords: Humulus Lupulus. Mantiqueira. HS-SPME. Hydrodistillation. Supercritical Extraction. GC-MS.